JPH0837272A - リードフレーム及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 銅系金属材料などのような比較的硬度が低く
且つＥＦが大きい金属層を、鉄系合金材料などのような
比較的硬度が高く且つＥＦが小さい金属層で挟持した構
造の三層クラッド材からリードフレームを形成した場合
において、そのリードフレームのインナーリードに対し
てワイヤーボンディングしたときにも、インナーリード
のころびや変形が生じないようにする。 【構成】 第１の金属層１の両面に、それよりも硬度が
高く且つエッチグンファクターの低い第２の金属層２が
積層された構造の三層クラッド材からなるインナーリー
ドI/L を製造するにあたり、三層クラッド材をエッチン
グによりパターニングした後に、コイニングにより圧潰
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、クラッド材からなるリ
ードフレーム及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、リードフレームの製造方法として
フォトリソグラフ法を利用するものが一般的となってい
る。この方法は、帯状の金属材料の両面にフォトレジス
ト層を設け、そのレジスト層をリードフレームパターン
マスクを介して露光し、現像し、べーキングすることに
よりリードフレームパターンレジスト層を形成し、更
に、塩化第二鉄水溶液などのエッチング液を金属材料に
噴射することにより、リードフレームにエッチングする
ものである。この方法によれば、狭いピッチのリードフ
レームを高精度で製造することができる。

【０００３】ところで、リードフレーム製造用の帯状の
金属材料としては、鉄系合金材料と銅系金属材料とが広
く用いられている。鉄系合金材料、例えば４２材（４２
％Ｎｉ−Ｆｅ）はシリコンチップと同等の熱膨脹係数を
有し、また、硬度も高く機械的強度も高いという利点を
有するが、銅系金属材料に比べ、エッチファクターＥＦ
が小さく加工性に劣り、また、導電率も劣っており、し
かも材料コストが高いという欠点がある。一方、銅系金
属材料は、鉄系合金材料に比べ、ＥＦが大きく加工性が
良好であり、導電率も高く、しかも材料コストも低いと
いう利点を有しているが、硬度が低く機械的強度が劣る
という欠点がある。

【０００４】このため、鉄系合金材料及び銅系金属材料
のそれぞれの欠点を補い且つ長所を生かすために、銅系
金属材料を鉄系合金材料で挟持した３層クラッド材を、
リードフレーム製造用の帯状の金属材料として使用する
ことが試みられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、銅系金
属材料のＥＦが鉄系合金材料のＥＦよりもかなり大きい
ために、上述したような３層クラッド材を従来と同様な
条件でフォトリソグラフ法によりリードフレームにエッ
チングした場合には、そのアウターリードの断面図であ
る図３に示すように、二つの鉄系合金層１２に挟まれた
銅系金属層１１が鉄系合金層１２に比べて大きくエッチ
ングされてその部分が大きくえぐれてしまうという問題
があった。このため、インナーリードI/L の機械的強度
が低下し、外力により曲りやすくなったり捩じれやすく
なるという問題があった。特に、ワイヤーボンディング
時にインナーリードI/L のころびや変形が生ずると重大
な接続不良の問題が生じていた。また、リードフレーム
同士を重ねて保存した場合にも、リード同士がひっかか
って変形するという問題が生じていた。

【０００６】本発明は、このような従来技術の課題を解
決しようとするものであり、銅系合金材料などのような
比較的硬度が低く且つＥＦが大きい金属層を、鉄系合金
材料などのような比較的硬度が高く且つＥＦが小さい金
属層で挟持した構造の三層クラッド材からエッチングに
よりリードフレームを形成した場合に、インナーリード
I/L の機械的強度を向上させて、ワイヤーボンディング
時にそのころびや変形が生じないようにし、更に、リー
ドフレーム同士を重ねて保存した場合にも、リード同士
がひっかかって変形しないようにすることを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、三層クラッ
ド材をエッチングしてリードフレーム形状とした後に、
そのインナーリードをコイニング処理により圧潰するこ
とにより上述の目的を達成できることを見出し、本発明
を完成させるに至った。

【０００８】即ち、本発明は、インナーリードが、第１
の金属層の両面に、それよりも硬度が高く且つエッチン
グファクターの低い第２の金属層が積層された構造の三
層クラッド材からなり、且つインナーリードがコイニン
グされていることを特徴とするリードフレームを提供す
る。

【０００９】また、本発明は、上述のリードフレームを
製造方法において：第１の金属層と、その両面にそれよ
りも硬度が高く且つエッチングファクターの低い第２の
金属層が積層された三層クラッド材の両面にフォトレジ
スト層を形成する工程；リードフレームパターンマスク
を介してフォトレジスト層を露光し、パターニングする
工程；パターニングされたフォトレジスト層をマスクと
して三層クラッド材をエッチングする工程；及びインナ
ーリードをコイニングして圧潰する工程を含んでなるこ
とを特徴とする製造方法。

【００１０】以下、本発明を詳細に説明する。

【００１１】図１は、本発明のリードフレームを特徴づ
けるインナーリードI/Lの断面図である。このインナー
リードI/L は、第１の金属層１の両面に、第２の金属層
２が積層された構造の三層クラッド材から構成されてい
る。

【００１２】ここで、第２の金属層２としては、第１の
金属層１よりも硬度が高いが、ＥＦが小さいものを使用
する。このような、第１の金属層１と第２の金属層２と
の組み合わせとしては、前者としてリン青銅などの銅合
金や純銅などからなる銅系金属層と、後者として４２材
やアンバー材などの鉄系合金層との組み合わせを好まし
く例示することができる。

【００１３】なお、それぞれの層厚については特に制限
はなく、必要に応じて適宜決定することができる。

【００１４】また、本発明において、インナーリードI/
L は、コイニング処理により圧潰されていることが必要
である。このコイニング処理により、図３［コイニング
処理前のインナーリードI/L の断面図］に示したよう
な、インナーリードの幅方向の断面の第２の金属層（鉄
系合金層１２）の幅（底面幅）Ｗ２に対する第１の金属
層（銅系金属層１１）の幅Ｗ１を、図１に示したように
大きくし、好ましくは６０％以上、より好ましくは８０
％以上となるように圧潰することができる。これによ
り、インナーリードI/L の機械的強度を向上させること
ができる。

【００１５】上述したインナーリードに関する以外の本
発明のリードフレームの構成については、特に制限はな
い。例えば、アウターリードやアイランドなどもインナ
ーリードと同じ三層クラッド材から形成することが好ま
しいが、鉄系合金材料のみあるいは銅系金属材料のみか
ら形成してもよい。また、インナーリード幅やピッチ、
アウターリード幅やピッチなどにも特に制限はない。

【００１６】次に本発明のリードフレームの製造方法を
説明する。図２にその製造工程図を示す。

【００１７】まず、第１の金属層１とその両面に形成さ
れた第２の金属層２とからなる三層クラッド材３を用意
する（図２（ａ））。

【００１８】次に、第２の金属層２上に、フォトレジス
ト層４を形成する（図２（ｂ））。フォトレジスト層と
しては、通常のネガ型もしくはポジ型のフォトレジスト
を使用することができる。フォトレジスト層４の厚みも
適宜決定することができる。

【００１９】そして、このフォトレジスト層４の上にリ
ードフレームパターンマスクを介して常法によりフォト
レジスト層を露光し、現像し、ベーキングすることによ
りパターニングする（図２（ｃ））。

【００２０】次に、このパターニングされたフォトレジ
スト層４をマスクとして塩化第二鉄水溶液などのエッチ
ング液をスプレーすることなどにより三層クラッド材３
をエッチングする。エッチング条件については、第１及
び第２の金属層の材質、使用するエッチング液の種類な
どにより適宜選択することができる。そして、常法によ
りフォトレジスト層４を除去することにより、三層クラ
ッド材３をリードフレーム形状に加工する。

【００２１】この段階でのインナーリードの断面は、図
２（ｄ）に示すように、大きく凹んだものとなってい
る。その凹みの程度は、第１の金属層１の中央部の幅Ｗ
１が第２の金属層２の幅（底面幅）Ｗ２の３０％程度と
なる場合も多い。

【００２２】次に、インナーリードI/L をコイニング処
理して圧潰することにより、断面が図２（ｅ）に示すよ
うに、Ｗ１がＷ２の６０％以上の巾のインナーリードを
有する本発明のリードフレームが得られる。なお、コイ
ニング処理条件は、第１の金属層１や第２の金属層２の
種類や厚さなどに応じて適宜設定することができる。

【００２３】

【作用】相対的に硬度が低くＥＦの大きな第１の金属層
を相対的に硬度が高くＥＦの小さな第２の金属層で挟持
した三層クラッド材を、エッチングによりリードフレー
ムに加工した場合、そのインナーリードの幅方向の断面
の第１の金属層は第２の金属層に対して大きく凹む。こ
のため、本発明のリードフレームにおいては、インナー
リードをコイニングして圧潰する。これにより、第１の
金属層の第２の金属層に対する凹み量を小さくすること
が可能となる。よって、リードフレームに半導体チップ
を搭載し、チップとインナーリードとをワイヤーボンデ
ィングする場合に、インナーリードのころびや変形を防
止することが可能となる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明を実施例に従って具体的に説明
する。

【００２５】実施例 それぞれ０．０５ｍｍ厚の４２材／銅材／４２材からな
る３層クラッド材（０．１５ｍｍ厚）の両面に、ポリビ
ニルアルコール系フォトレジストを塗布し、６０℃で１
５分間プリベークし８μｍ厚のレジスト層を形成した。
このレジスト層を、リードフレームパターンマスクを介
して高圧水銀灯による両面プリンターを用いて露光し、
水現像を行い、その後に１４０℃で１５分間ベーキング
することにより、エッチングマスクとしてのレジストパ
ターン層を形成した。

【００２６】次に、４７ボーメの塩化第二鉄水溶液を２
ｋｇ／ｃｍ² の圧力でクラッド材にスプレーして表面の
４２材、続いて内側の銅材をエッチングし、そして、レ
ジストパターン層をアルカリ剥離液により除去した。こ
の時点での銅層の中央部の幅は、４２材の幅の７０％程
度であった。

【００２７】次に、インナーリードを５ｔプレス機でコ
イニングした。その結果、銅層の幅は４２材の幅の９０
％で、また、インナーリードの厚みが１３０μｍのリー
ドフレームが得られた。

【００２８】得られたリードフレームに、半導体チップ
を搭載し、ワイヤーボンディング装置（新川株式会社
製）を用いて、３０μｍ径のＡｕ線でワイヤーボンディ
ングしたところ、インナーリードのころびや変形を起こ
すことなく良好にボンディングすることができた。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、銅系金属材料などのよ
うな比較的硬度が低く且つＥＦが大きい金属層を、鉄系
合金材料などのような比較的硬度が高く且つＥＦが小さ
い金属層で挟持した構造の三層クラッド材からリードフ
レームを形成した場合において、このリードフレームの
インナーリードにワイヤーボンディングしたときにも、
インナーリードのころびや変形を防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のリードフレームのインナーリードの断
面図である。

【図２】本発明のリードフレームの製造工程図である。

【図３】従来のリードフレームのインナーリードの断面
図である。

【符号の説明】

１ 第１の金属層 ２ 第２の金属層 ３ クラッド材 ４ フォトレジスト層 I/L インナーリード

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インナーリードが、第１の金属層の両面
   に、それよりも硬度が高く且つエッチングファクターの
   低い第２の金属層が積層された構造の三層クラッド材か
   らなり、且つインナーリードがコイニングされているこ
   とを特徴とするリードフレーム。
2. 【請求項２】 インナーリードの幅方向の断面の第１の
   金属層の幅が第２の金属層の幅の６０％以上である請求
   項１記載のリードフレーム。
3. 【請求項３】 第１の金属層が銅系金属層であり、第２
   の金属層が鉄系合金層である請求項１又は２記載のリー
   ドフレーム。
4. 【請求項４】 請求項１記載のリードフレームの製造方
   法において：第１の金属層と、その両面にそれよりも硬
   度が高く且つエッチングファクターの低い第２の金属層
   が積層された三層クラッド材の両面にフォトレジスト層
   を形成する工程；リードフレームパターンマスクを介し
   てフォトレジスト層を露光し、パターニングする工程；
   パターニングされたフォトレジスト層をマスクとして三
   層クラッド材をエッチングする工程；及びインナーリー
   ドをコイニングにより圧潰する工程を含んでなることを
   特徴とする製造方法。
5. 【請求項５】 インナーリードの幅方向の断面の第１の
   金属層の幅が第２の金属層の幅の６０％以上となるよう
   に、インナーリードをコイニングにより圧潰する請求項
   ４記載の製造方法。